Leitung
Mitarbeiter/innen
- Dr. med. vet. Elisabeth Engelke
- Dr. med. vet. Julia Hollenbach
- Dr. med. vet. Rüdiger Koch
- Dr. med. vet. Sophia Pankoke
- Ines Blume, VMTA
- Marvin Sandmann, Laborant
- Oliver Stünkel, Biologielaborant
- Doris Voigtländer, Laborantin
- Gudrun Wirth, VMTA
Doktorand/innen
- TÄ Katharina Böse
- TÄ Annika Köhne
- TÄ Lena Pennemann
- TA Joachim Truelsen
Forschung
Die Forschung der Arbeitsgruppe Prof. Pfarrer befasst sich mit dem Aufbau und der Funktion der Rinderplazenta.
Ein Großteil der Untersuchungen erfolgt hierbei an Zellkulturmodellen. Es stehen mehrere etablierte Zelllinien zur Verfügung (bovine karunkuläre Epithelzellen, bovine endometriale Drüsenzellen und bovine endometriale Fibroblasten), welche sowohl in Mono- als auch in Co-Kulturen in den verschiedenen Forschungsprojekten eingesetzt werden. Um verschiedene metabolische und hormonelle Situationen im lebenden Rind zu simulieren, werden die Zellen mit unterschiedlichen Substanzen stimuliert. Hierbei handelt es sich z. B. um Wachstumsfaktoren, Ketonkörper oder Hormone. Anschließend wird der Einfluss dieser Stoffe auf die Zellen auf funktioneller, struktureller und molekularbiologischer Ebene untersucht. Hierbei kommen Methoden wie Licht- und Elektronenmikroskopie, Life-Cell- Imaging, RT-qPCR, Immunhistologie, Immunfluoreszenz und Western Blot zum Einsatz.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Morphologie sowie Morphometrie der Rinderplazenta. Hierfür werden bovine Plazentaproben verschiedener Trächtigkeitsstadien mittels Serial Block-Face Scanning Electron Microscopy (SBF-SEM) untersucht. Mit Hilfe einer Computersoftware erfolgt anschließend eine dreidimensionale Darstellung ausgewählter plazentarer Strukturen. Durch diese Methode ist es möglich, genauere Kenntnisse über den ultrastrukturellen Aufbau der Rinderplazenta zu bekommen.
Aktuelle Forschungsprojekte
Der Einfluss einer negativen Energiebilanz auf die bovine endometriale Zellen
Nach der Geburt geraten Hochleistungsmilchkühe oftmals in eine negative Energiebilanz, welche durch eine erhöhte Konzentration von Ketonkörpern im Blut gekennzeichnet ist. Da dieser Zustand unter anderem mit einer schlechten Reproduktionsleistung assoziiert ist, beschäftigt sich dieses Projekt mit dem Einfluss des Ketonkörpers β-Hydroxybutyrat auf bovine endometriale Zellen. Erste Studien konnten zeigen, dass eine erhöhte Konzentration von β-Hydroxybutyrat einen negativen Einfluss auf die zellphysiologischen Parameter in karunkulären Epithelzellen, endometrialen Drüsenzellen und Fibroblasten hat und es zu einer Erhöhung von Entzündungsmarkern in diesen Zellen kommt. Zusätzlich kommt es zu einem veränderten Expressionsmuster von Steroidhormonrezeptoren in den endometrialen Drüsenzellen.
Der Einfluss von Interferon tau auf die Polarisation boviner endometrialer Zellen während der Implantationsperiode
Dieses Projekt widmet sich den zellulären Vorgängen, die in der Periimplantationsperiode des Rindes, also um den Zeitpunkt der Implantation des Embryos herum, stattfinden. Dabei wird insbesondere die Bedeutung des Zytokins Interferon-tau (IFNτ) – das für Wiederkäuer spezifische, vom Embryo ausgehende Signal zur maternalen Erkennung der Trächtigkeit – und dessen Einfluss auf die Polarisation der uterinen Epithelzellen untersucht. Anhand unterschiedlicher Zellkultur- und molekularbiologischer Methoden (RT-qPCR, Western Blot, Immunfluoreszenz) erfolgt die Analyse der Expressionsmuster verschiedener Polarisationsmarker und deren Veränderungen auf Gen- und Proteinebene unter dem Einfluss von IFNτ sowie den Steroidhormonen Progesteron und Estrogen.
Untersuchungen zur Expression und Funktion von Osteopontin in bovinen endometrialen Zellen
Osteopontin ist ein Sekretionsprodukt endometrialer Drüsenzellen und spielt beim Schaf eine wichtige Rolle im Rahmen der Implantation, indem es den Kontakt zwischen den mütterlichen endometrialen Zellen und den Trophoblastzellen vermittelt. In diesem Projekt soll nun die Regulation und Funktion von Osteopontin im Rahmen der Implantation beim Rind untersucht werden. Hierfür werden bovine endometriale Drüsenzellen mit den Steroidhormonen Progesteron und Estrogen sowie dem Zytokin IFNτ in verschiedenen Kombinationen stimuliert. Anschließen erfolgt die Analyse der Expressionsmuster von Osteopontin auf Gen- (RT-qPCR) und Proteinebene (Western Blot, Immunfluoreszenz).
Der Aufbau der Rinderplazenta auf elektronenmikroskopischer Ebene
Dieses Forschungsprojekt befasst sich mit der dreidimensionalen Darstellung der Ultrastrukturen in der bovinen Plazenta mittels Elektronenmikroskopie. Dafür werden Plazentomproben zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Trächtigkeit aus frischen Rinderplazenten entnommen, fixiert und in Kunststoff eingebettet. Danach werden die Proben in einem Elektronenmikroskop einem 3D-Scan unterzogen und anschließend mittels Computersoftware ausgewertet. So ist es z. B. möglich 3D-Modelle ausgewählter Strukturen zu erstellen oder Trophpblastenzellen hinsichtlich des Zellvolumens zu analysieren. Auf diese Weise konnten bereits vielversprechende Ergebnisse und neue Erkenntnisse über ultrastrukturelle Gegebenheiten in der Rinderplazenta erzielt werden. Bisher vorliegende Ergebnisse beziehen sich zum einen auf die dreidimensionale Darstellung der feto-maternalen Kontaktfläche zwischen Trophoblast und Uterusepithel sowie auf die Interaktion zwischen den beiden untereinander.
